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聚合物多元醇是一种液体填充材料,它可以有效提高聚氨酯泡沫的力学性能和改善泡沫的透气性和尺寸稳定性。聚合物多元醇通常是在基础多元醇中由自由基引发剂引发聚合乙烯基单体得到的。如果选择聚酯多元醇充当体系的分散基质,产品会由于聚酯多元醇本身的结构而具有高粘度和低稳定性。目前,这两个缺点严重的限制了其在工业中的广泛应用。随着聚酯型聚氨酯泡沫低密度、高性能的发展趋势,开发出低粘度高稳定性的聚合物聚酯多元醇的需求越来越迫切。因此聚合物聚酯多元醇的制备和性能的研究具有广阔的工业应用前景和重要的理论意义。本论文的主要研究内容如下:
本论文合成了含有不饱和双键的稳定剂大分子,并将其应用于聚合物聚酯多元醇的制备。用FTIR对合成出的稳定剂大分子进行分析,确定了稳定剂大分子的结构,并将反应前后的稳定剂大分子用H1NMR进行分析,证实大分子在反应中可原位接枝聚苯乙烯链段形成了两亲大分子结构,从而稳定聚苯乙烯颗粒。
制备了聚合物聚酯多元醇,并研究了引发剂用量,反应温度,反应时间,基础聚酯多元醇顶底比例等工艺条件对体系中单体转化率和粘度的影响,从而确定了合成聚合物聚酯多元醇的最佳工艺条件。
本论文在最佳工艺条件下,分别研究了大分子用量,大分子不饱和含量,大分子分子量以及单体含量等条件对聚合物颗粒形态和分子量的影响。研究表明,以上诸条件对体系的形态控制起了至关重要的作用。针对上述聚合物聚酯多元醇,本论文进一步系统考察了各种反应条件对体系粘度的影响。研究结果表明形态良好的聚合物聚酯多元醇的粘度可以满足工业应用需要。
用TGA和DSC考察了上述体系的热性能。TGA的研究结果表明,体系的分解温度随着聚合物多元醇的添加而升高,分解温度升高幅度和分散在聚合物聚酯多元醇中的聚苯乙烯颗粒的分子量呈很好的对应关系。聚合物聚酯多元醇中的聚酯的玻璃化转变温度向高温方向移动,证实了接枝的大分子增强了聚苯乙烯颗粒和聚酯多元醇之间的两相结合力。
将40 wt%的聚合物聚酯多元醇体系(25 wt%的聚苯乙烯含量,5 wt%的大分子稳定剂)用于聚氨酯泡沫,SEM研究结果表明,聚合物聚酯多元醇使泡沫生长方向的孔径由200 um减小到100 um,泡孔的各向异性消失。体系的硬度,撕裂性能,拉伸性能和扯断伸长率分别相应提高了113%,111%,190%和21%。
进一步研究了聚氨酯和聚烯烃的熔融共混材料和自共混聚氨酯弹性体材料。